ESTADO DEL CONOCIMIENTO DE LA HIDROLOGÍA DE ECOSISTEMAS ANDINOS

Presentación del tema: "ESTADO DEL CONOCIMIENTO DE LA HIDROLOGÍA DE ECOSISTEMAS ANDINOS"— Transcripción de la presentación:

1 ESTADO DEL CONOCIMIENTO DE LA HIDROLOGÍA DE ECOSISTEMAS ANDINOS
Rolando Célleri1, Bert De Bievre2 1 Profesor Asociado, Universidad de Cuenca 2 Coordinador Proyecto Paramo Andino, CIP-CONDESAN Manizales, 18 de febrero de 2008

2 Contenido Introducción Resultados Conclusiones Trabajo futuro

3 1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro
Uno de los principales servicios de cuencas andinas es el servicio ambiental hídrico (SAH) Por ello, se vienen implementado esquemas PSA para proteger/conservar/recuperar el SAH Sin embargo, al inicio de iniciativas poco se conoce del SAH que se puede perder si no se conservan las cuencas, se ha perdido por malas practicas, se puede recuperar

4 1 Introducción Síntesis regional CONDESAN 2008:
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro 1 Introducción Síntesis regional CONDESAN 2008: Servicios ambientales para la conservación de los recursos hídricos: lecciones desde los Andes Producto 1: Estado del conocimiento Necesidad de dar soporte técnico-científico a decisiones que se toman en esquemas PSA hídricos

5 1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro
Objetivo Revisión del estado del conocimiento de la hidrología de ecosistemas andinos Determinar que se sabe sobre: 1) El ciclo hidrológico en los ecosistemas andinos, esto es sobre (i) la cuantificación del servicio hidrológico y (ii) la pérdida de los servicios debido a prácticas humanas. 2) Las relaciones entre los SAH y otros SA como carbono y biodiversidad. 3) La información y conocimiento clave para entender la relación uso de la tierra-agua necesario para establecer un esquema efectivo de PSA

6 Los servicios ambientales hídricos
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Los servicios ambientales hídricos Calidad de agua Sedimentos Químicamente buena Rendimiento hídrico Regulación Recarga de acuíferos Mas entendido Menos entendido Puede ser necesario escoger entre o priorizar servicios, sobre todo en un contexto de recuperación!

7 A. Taller de hidrología andina
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro A. Taller de hidrología andina Papallacta, Septiembre 2008

8 1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro
A. Otros antecedentes Taller “estado del arte de hidrología de páramos”, Mérida, febrero 2007, Proyecto Páramo Andino Estudio “Estado del arte de hidrología de bosques andinos” Conrado Tobon, encargado por ECOBONA-Intercooperation

9 B. Conocimiento por ecosistemas
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro B. Conocimiento por ecosistemas Páramo, bosques andinos Relativamente mas investigados Estado natural Efectos de intervenciones humanas Puna, jalca, humedales Muy poco estudiados Principalmente estudios descriptivos, no funcionales Agro-ecosistemas y zonas degradadas Estudiadas a escala de parcela, muy poco conocimiento hidrológico a escala mayor Descriptivos: es decir se limitan a describir la zona de estudio, pero no investigan el funcionamiento del ecosistema

10 Páramo Propiedades de páramos naturales
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Páramo Propiedades de páramos naturales Excelente regulación del ciclo hidrológico Excelente rendimiento hídrico anual Explicar que es regulacion y que es rendimiento, y que regulacion es mucho mas importante; ejemplo de rendimiento de zona pavimentada

11 Páramo: estado natural
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Páramo: estado natural Como se explica estas propiedades? Alta capacidad de almacenamiento de agua de los suelos (materia orgánica), Baja evapotranspiración (clima frío y húmedo, y bajo consumo de agua por parte de la vegetación propia), Morfología de las cuencas (depresiones) Alta y uniforme precipitación a lo largo del año. Pastizal/Pajonal protege muy bien al suelo de la lluvia, evitando así su erosión y secado

12 Páramo: cambio de uso de tierras
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Páramo: cambio de uso de tierras Agricultura A. implica drenaje, incremento de la evapotranspiración y exposición de los suelos a la radicación solar directa Aumento en los caudales pico Reducción significativa de los caudales base AFECTA PRINCIPALMENTE REGULACION Alta erosión del suelo Reducción en la capacidad de regulación estimada en un 40% Foto: W. Buytaert

13 Páramo: cambio de uso de tierras
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Páramo: cambio de uso de tierras Plantaciones de pinos P. implican aumento evapotranspiración Disminución significativa tanto en caudales pico como en caudales base, estos últimos llegando a ser un 25% de los observados en pajonales Reducción del rendimiento hídrico anual de un 50% pero podría depender mucho de la precipitación anual AFECTA PRINCIALMENTE RENDIMIENTO HIDRICO

14 Páramo: cambio de uso de tierras
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Páramo: cambio de uso de tierras Ganadería G. implica compactación del suelo en zonas drenadas y destrucción de su estructura en zonas muy húmedas Reducción de la capacidad de infiltración Reducción de la conductividad hidráulica Reducción de la capacidad de almacenamiento de agua AFECTA PRINCIPALMENTE REGULACION Y CALIDAD

15 Páramo: relación con otros SA
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Páramo: relación con otros SA Carbono Existe una estrecha relación con SAH Materia orgánica altamente responsable de SAH Pinos extraen carbono del suelo, reducción en capacidad de almacenamiento de agua Explicar que si pinos se cosechan, se pierde carbono del ecosistema

16 Bosques andinos Propiedades de bosques
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Bosques andinos Propiedades de bosques Excelente regulación del ciclo hidrológico Muy buen rendimiento hídrico anual, menor que páramo Probablemente bosques regulan mejor que paramo, pero paramo mayor rendimiento

17 Bosques andinos: estado natural
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Bosques andinos: estado natural Como se explica estas propiedades? Alta capacidad de almacenamiento de agua de los suelos (materia orgánica), Vegetación protege muy bien al suelo de la lluvia, evitando así su erosión y secado Clima, precipitación y vegetación permiten que los suelos estén siempre cerca de saturación Adicionalmente en bosques nublados: Neblina causa una reducción en la radiación solar y aumento de la humedad relativa Menores pérdidas de agua por evaporación y transpiración Contacto neblina - bosque hace que se produzca un aporte de agua por intercepción, adicional al de la lluvia

18 Bosques andinos: deforestación
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Bosques andinos: deforestación A corto plazo Aumento de caudales y del rendimiento hídrico Debido a reducción en intercepción y en evapotranspiración A mediano y largo plazo Reducción materia orgánica (por oxidación), Compactación de suelos (en caso de ganadería) Drenaje, secado y erosión suelos (en caso agricultura) Reducción capacidad almacenamiento y rendimiento h. Efecto más negativo: severa reducción en regulación

19 Bosque: relación con otros SA
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Bosque: relación con otros SA Carbono Existe una estrecha relación con SAH Materia orgánica altamente responsable de SAH Deforestación ocasiona pérdida de carbono en biomasa, en el suelo y una reducción de los SAH Biodiversidad Bosques tienen alta biodiversidad Deforestación produce perdida de esta biodiversidad y del SAH

20 1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro
Agro-ecosistemas Estado inicial del ecosistema natural prácticamente ya no puede ser conocido Implementación de buenas practicas agrícolas tienen efecto positivo en la hidrología a escala de parcela Efecto en escalas mayores seguramente es positivo, pero magnitud es aun desconocida Depende del área de la cuenca bajo agricultura de conservación, del estado inicial previo a la implementación de las prácticas, del tipo de suelos, de las características del clima y de la precipitación.

21 Erosión y Zonas degradadas
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Erosión y Zonas degradadas Solamente una pequeña fracción de los sedimentos que entran en los ríos se derivan de áreas cultivadas La mayoría de los sedimentos se producen en zonas no aradas o agrícolas caminos vecinales grandes movimientos en masa, erosión en cárcavas, erosión de márgenes e incisión de cauces fluviales. Si no se consideran estos procesos, se puede llegar a conclusiones erróneas sobre grandes tasas de producción de sedimentos atribuidas a los agricultores

22 Erosión y Zonas degradadas
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Erosión y Zonas degradadas Resultados de investigaciones de las relaciones pobreza-degradación ambiental encuentran que: pobreza no esta directamente correlacionada con la degradación ambiental degradación esta en función de las actividades productivas y como estas se desarrollan agricultores no pobres son los agentes inmediatos de degradación

23 Erosión y Zonas degradadas
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Erosión y Zonas degradadas Recuperación de zonas degradadas (< 2400m) con reforestación y obras físicas reduce producción de sedimentos; a mediano y largo plazo se recupera el SAH Recuperación de vegetación densa puede reducir erosión a niveles pre-degradación En áreas muy degradadas, (casi) sin suelo, el uso de especies no nativas como eucalipto y pino ha proporcionado buenos resultados Se concluye que no se puede generalizar que una especie exótica es siempre “mala”, sino que su utilización debe estar a la par con el sitio donde se la quiere utilizar

24 C. Información y conocimiento clave
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro C. Información y conocimiento clave Que es lo que realmente sabemos? 100% Conservada 100% Degradada Indicador (por ej. Qbase)  ┬ ┴

25 Información y conocimiento clave
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Información y conocimiento clave Es posible generalizar los resultados a otras cuencas? P. ej. Efectos de pinos en páramo Seguramente mismo efecto pero distinta magnitud debido a influencia de condiciones locales Precipitación Vegetación (p.ej. tipo y densidad de dosel) Profundidad de suelos y sus propiedades Pendientes Combinación de factores

26 Información y conocimiento clave
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Información y conocimiento clave Es posible generalizar los resultados a otras escalas mayores? Complicado, posible hasta un cierto límite Magnitud del efecto es variable debido a diferentes controles hidrológicos Cuencas pequeñas: alta importancia de vegetación, topografía y pendientes Cuencas grandes: alta importancia de variabilidad del clima, uso de tierras, suelos, densidad de drenaje En una cuenca grande los flujos base de verano vendran totalmente de paramos o bosques. Muy dificil predecir efectos de mosaicos. Modelos hidrologicos pueden ser utiles si son apropiados para zonas andinas y dependen del proceso de calibracion, validacion y analisis de incertidumbre.

27 Información y conocimiento clave: Modelos hidrológicos
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Información y conocimiento clave: Modelos hidrológicos Modelización Hidrológica avanzó mucho en los años 90 con los “modelos basados en la física“ La base “Física” es débil porque no se basa en información sólida: falta de conocimiento de procesos hidrológicos. Los estudios de modelización que incluyen un análisis de incertidumbre muestran incertidumbres muy altas. Mejoremos nuestra información sobre los procesos y volvamos luego a los modelos. En una cuenca grande los flujos base de verano vendran totalmente de paramos o bosques. Muy dificil predecir efectos de mosaicos. Modelos hidrologicos pueden ser utiles si son apropiados para zonas andinas y dependen del proceso de calibracion, validacion y analisis de incertidumbre.

28 Que información es necesaria para determinar los SAH de una cuenca?
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Que información es necesaria para determinar los SAH de una cuenca? Información mínima: caudales y precipitación En cada uno de los ecosistemas presentes en la cuenca En el caso de bosques se necesita además información del tipo de bosque y del dosel Datos meteorológicos locales (para cálculo de consumo de agua del ecosistema) Finalmente morfología de la cuenca y estudios de suelos (tipos de suelos, profundidad, propiedades de retención de agua, cantidad de materia orgánica, entre otros)

29 Que información es necesaria para determinar los SAH de una cuenca?
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Que información es necesaria para determinar los SAH de una cuenca? Es clave tener información en: Escalas hidrológicamente significativas Proyectos alrededor de SAH se aplican en áreas pequeñas y resultados pueden no ser observados en escalas mucho más grandes Un solo pluviografo/limnigrafo en una cuenca de 50 km2 no ayuda mucho! Todos los ecosistemas presentes en la cuenca Número de sensores depende de: Dimensiones de la cuenca Variabilidad espacial de la precipitación/clima Sitios de interés para proyectos SAH Hidrologicamente significativas: si estamos en microcuenca, sub-cuenca o cuenca, las condiciones cambian. Pensemos tambien que los proyectos solamente se aplican en una pequnia area de la cuenca. Entonces los efectos quizas no seran facilmente observables en corto tiempo.

30 Conclusiones Falta de personal calificado que maneja el tema
1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro Conclusiones Falta de personal calificado que maneja el tema Sabemos algo de páramo y bosque, mucho menos de jalca y puna Ecosistemas naturales proporcionan muy buenos SAH Prácticas agrícolas y especies exóticas alteran negativamente el ciclo hidrológico Los impactos de cambios de uso de tierras en páramos son prácticamente irreversibles si se destruyen los suelos Es posible la recuperación parcial de SAH de cuencas degradadas pero cuesta mucho y toma mucho tiempo

31 1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro
Sabemos que hacer en los dos extremos (conservado mantenerlo asi, degradado recuperar cualquier cobertura), pero en la zona gris de ecosistemas intervenidos hay grandes vacios de conocimiento Impacto de cambio de estado natural a otro uso (p.ej. deforestación) es observable en corto plazo Impacto de restauración, reforestación son observables en mediano y largo plazo Recarga “acuíferos” : presente en políticas pero muy desconocido (desde su definición)

32 1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro
Monitorear mas sitios para comparar resultados y ampliar el conocimiento Para cada ecosistema, sitios con diferencias climáticas Distintos tipos de bosques; Ecosistemas poco estudiados Desarrollar protocolos para que los resultados/mediciones sean comparables Desarrollo de modelos hidrológicos apropiados para las condiciones de los Andes

33 Muchas gracias